Комплекс геофизических методов на участке Соанваара-1

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

" ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Курсовая работа

" Комплекс геофизических методов на участке Соанваара-1″

Выполнил: студент 4-го курса горно-геологического факультета Должиков Иван Андреевич Научный руководитель:

Климовский Александр Валерьевич Петрозаводск 2014

• Введение
• 1. Физико-географический очерк
• 2. Геофизическая изученность участка работ
• 3. Краткая характеристика геологического строения Соанваарской площади
• 4. Аппаратурное обеспечение и методика работ
• 4.1 Магниторазведка
• 4.2 Электроразведка
• 4.3 Топографические разбивочно-привязочные работы
• 5. Методика интерпретации геофизических данных
• 6. Результаты работ
• 6.1 Магниторазведка
• 6.2 Электроразведка
• 6.3 Факторный анализ
• Заключение
• Приложение
• Список использованной литературы

Введение

геологический магниторазведка топографический геофизический Курсовая работа посвящен проведению комплекса наземных геофизических методов с целью поиска золото-сульфидного оруденения на участке Соанварский — 1 (Суоярвский район, Республика Карелия) в 2013 г.

В проекте описаны географические и геологические особенности района работ, объяснён выбор комплекса методов, подробно разобрана методика проведения геофизической съёмки выбранными методами, представлены результаты наземных геофизических работ.

Курсовая работа содержит: страниц — 32, таблиц — 1, рисунков — 12, приложений — 1.

1. Физико-географический очерк На рис. 1 представлена Соанварская площадь, она составляет 63,4 км². Участок работ «Соанварский-1» примыкает к северной границе описываемой территории. Соанварская площадь расположена в юго-западной части Республики Карелия, на северо-восток от озера Янисъярви в пределах листа Р-36-XIV. В административно-территориальном отношении площадь работ расположена в Суоярвском муниципальном районе Республики Карелия, в 50 км на северо-восток от г. Сортавала (рис. 1.1).

Наиболее крупным близлежащим населенным пунктом является п. Вяртсиля, расположенный в 20 км западнее площади работ и п. Суйстамо, расположенный в 25 км южнее. Поселок Вяртсиля связан железнодорожной веткой с п. Янисъярви, расположенным на железной дороге Петрозаводск — С-Петербург (через г. Сортавала).

В пределах площади работ развита редкая сеть грунтовых и проселочных дорог. Подъезд на участок возможен со стороны п. Вяртсиля, а также с юга, со стороны п. Суйстамо, через д. Соанлахти.

Обзорная карта участка работ представлена на рис. 1.

Рис. 1. Обзорная карта участка работ.

Рельеф района работ холмистый, местность местами заболоченна (~30%), с общей тенденцией понижения абсолютных отметок в южном направлении. Широко развиты водно-ледниковые формы рельефа — озы и камы. Озы вытянуты в северо-северо-западном направлении и представляют собой узкие гряды с крутыми склонами (иногда до 40є) и высотой до 10−25 м. Камы высотой до 10 м. Здесь отчетливо проявлена зона сочленения Карельского и Свекофеннского блоков, которая выделяется линейными грядами, коленообразными изгибами рек, системой ортогонального распределения притоков и выровненными долинами с широтным профилем, ступенеобразно опущенных к озеру Янисъярви. Максимальные высотные отметки составляют 180−210 м.

Район характеризуется обилием крупных и мелких озер, мелких рек и ручьев. Гидрографическая сеть принадлежит бассейну озера Янисъярви. Наиболее значимым водотоком является р. Соанйоки. Ширина реки от 3 до 10−20 м — в разливах, иногда с порогами, для сплава на лодках непригодна. Уровень воды характеризуется невысоким весенним паводком и медленным спадом воды в течение лета. Наиболее крупные ручьи принадлежат системе р. Соанъйоки (руч. Ремссиноя и др.), остальные мелкие ручьи, в основном, заболочены. Наиболее крупное озеро Соанъярви (4 км²) вытянуто в северо-западном направлении, глубина его не более 3−4 м.

Климат умеренно-континентальный с коротким и холодным летом и относительно мягкой зимой. Среднегодовая температура воздуха + 3,8^оС; июля + 17,3^оС; января-февраля от -8,4^оС до -18,7^оС (с минимальной -32,4^оС). Установление снежного покрова обычно происходит в начале ноября. Снежный покров удерживается в среднем 160−170 дней. В начале зимнего сезона высота его невелика — менее 10 см, затем она постепенно возрастает, достигая наибольших значений в конце февраля — начале марта. Средняя высота снежного покрова на открытых участках составляет 35−55 см, в лесу — до 50−70 см. Редко высота снега достигает 100 см. Среднегодовое количество осадков колеблется в пределах 685−721 мм. За холодный период (ноябрь-март) выпадает 150 — 250 мм осадков (30−35% годовой суммы). Устойчивый снеговой покров и лед на озерах и речках (толщина 40−70 см) держится с ноября по середину апреля. Средние даты начала половодья — 10−15 апреля.

Погода неустойчивая, это обуславливается частыми циклонами, идущими с запада. Основное направление ветров в течение года юго-западное, реже юго-восточное, северный ветер преобладает в мае и августе. Средняя скорость ветра 2,7−2,8 м/сек, максимальная 20−22 м/сек.

Описываемый район расположен в среднетаежной зоне, где доминируют хвойные леса (ель, сосна), которые в значительной степени вырублены. Участками отмечаются массивы смешанного леса, березовые и сосновые массивы. Из лиственных деревьев в районе распространены береза, осина, ольха, черемуха; кустарниковые представлены малиной, смородиной, можжевельником, пониженные участки заняты сфагновыми болотами.

Фауна территории достаточно разнообразна. Чаще всего встречаются белки, зайцы, болотные ондатры, бобры канадские и европейские, выдры и лоси. Реже бурые медведи, волки, барсуки и рыси. Много боровой дичи — рябчиков, тетеревов, белых куропаток, глухарей. Из хищных птиц чаще других встречаются совы и ястребы. Среди водоплавающих наиболее многочисленны утки. В озерах и речках водится щука, окунь, плотва.

Пресмыкающихся выделяется всего несколько видов: гадюка обыкновенная, уж, веретенница, ящерица. Единственная ядовитая змея — гадюка обыкновенная. Значительные неудобства летом причиняют кровососущие насекомые — комары, мокрецы, мошки, слепни. Также имеются широкие очаги распространения клещей, которые активны в мае-июне.

Населенные пункты в пределах участка работ отсутствуют. Ближайший населенный пункт — д. Соанлахти располагается в 6 км к югу от участка работ. Наиболее крупный населенный пункт в непосредственной близости (20 км к западу) — пос. Вяртсиля с населением около 10 тыс. человек, который связан железнодорожной веткой с пос. Янисъярви, расположенном на железной дороге Петрозаводск — С. Петербург (через Сортавала). Через пос. Вяртсиля проходит автотрасса Сортавала — Хельсинки. С пос. Вяртсиля, п. Суйстамо и д. Соанлахти участок работ связан грунтовыми дорогами, доступными только с использованием автотранспорта повышенной проходимости.

Ведущая роль в экономике района принадлежит лесозаготовительным работам, ориентированным на экспорт лесоматериалов в Финляндию; в значительно меньшей степени развито сельскохозяйственное производство; в пос. Вяртсиля находится металлургический завод, специализированный на метизные изделия.

В целом район является слабо экономически освоенным, но его инфраструктура благоприятна для проведения геологоразведочных работ и разработки полезных ископаемых.

2. Геофизическая изученность участка работ В настоящее время на площадь проведенных работ имеется Государственная геологическая карта масштаба 1:200 000, лист Р-36-XIV.

Геофизические исследования изучаемой площади берут свое начало в начале 50-х годов прошлого столетия. До середины 60-х годов на территории силами Западного Геофизического Треста были выполнены аэромагнитные съемки масштабов 1:200 000 и 1:100 000 (Зильберман Р.С., Поротова Г. А., Сусленников В. В), которые легли в основу сводной карты аномального магнитного поля масштаба 1:1 000 000 под редакцией В. Н. Зандера и карты аномального магнитного поля в изолиниях Т_а масштаба 1:500 000 под редакцией Р. С. Сокол. Работы выполнялись феррозондовыми магнитометрами АЭМ-49, АММ-13 с погрешностью в спокойных полях (8−10) нТл и аэрогамма-спектрометрами в составе комплексной станции АСГМ-25. Среднеквадратичная погрешность этой карты для участков спокойного магнитного поля (15−40) нТл. Гравиразведка масштаба 1:1 000 000 и 1:200 000 выполнена в 60-е — 70-е годы силами Карельской гравиметрической партии. Работы выполнялись с гравиметрами ГАК-7Т, ГАК-3М, ГАК-ПТ. Точность определения значений силы тяжести не хуже 0,4 мГл, точность определения аномальных значений 0,8 мГл. По результатам этих работ построена и издана карта поля силы тяжести в редакции Буге в масштабе 1:200 000 с сечением изолиний 2 мГл и плотностями промежуточного слоя =2,67, 2,3 г/см3. В результате этих работ установлено, что рудные зоны приурочены, как правило, к областям повышения градиента аномального гравитационного поля.

В конце 60-х годов проводилось изучение глубинного геологического строения юга Балтийского щита по сейсмологическим данным в связи с выявлением перспектив на комплекс полезных ископаемых. Региональное исследование глубинного геологического строения территории юга Балтийского щита осуществлялось методом профильных сейсмологических наблюдений ГСЗ с передвижными сейсмическими станциями регионального типа и типа «Земля» .

С начала 80-х годов начинается новый этап в проведении аэромагнитной съемки в регионе, который характеризуется повышением класса точности аппаратуры и качества магнитных съемок за счет применения цифровой регистрации результатов измерения магнитного поля. В эти годы силами ПГО «Севзапгеология» проводятся аэромагнитные съемки масштаба 1:50 000 с применением протонных и квантовых магнитометров ММ-305, ММС-214, АМП-77 с погрешностью в спокойных полях 2−5 нТл. Работы осуществлялись преимущественно с целью геологического картирования, и, частично, с целью выделения локальных магнитных аномалий, перспективных на обнаружение кимберлитовых трубок. По результатам съемок составлены карты графиков и изолиний аномального магнитного поля, которые использованы для картирования интрузивных образований разного состава, комплексов вулканогенно-осадочных пород, выделения разрывных нарушений. В течение 1976;77 гг. проводились гравиметрическая, магнитная съемки масштаба 1:50 000. Cъемка выполнена на площади 2299 кв. км по свободной сети, 4 пункта на 1 км², и по сети 1000×250 м. Проведена детализация аномалий, точность аномальных значений ±0,19 мГал, использовались гравиметры ГРК-2, ГАК-7Т, ГНУ/К-2, «Дельта», М-27.

Этап региональных геофизических исследований завершается проведением комплексной аэрогеофизической съемки масштаба 1:50 000. (1)

В 2003;2007 годах ГУП РК «Карельская ГЭ» на данной территории выполнены поисковые работы на золото. Комплекс работ включал геофизические работы (магниторазведка, электроразведка методом вызванной поляризации) на восьми структурных профилях общей протяженностью 44,66 км и шести участках общей площадью 25 км², а также геофизические исследования скважин поискового бурения. Магниторазведка выполнялась протонными магнитометрами «МИНИМАГ» и ММПГ. Электроразведочные работы проведены методом вызванной поляризации, в модификации срединного градиента (ВП-СГ) и симметричного профилирования, с использованием аппаратуры: ВП-Ф, СТРОБ-M и комплексом генератора TLT-1000 и измерителя TLR-IP-003. Геофизические исследования скважин включали комплекс методов (ГК, ТК, КМВ, КС) и были проведены в 61 скважине в объеме 4988,8 п.м., с использованием регистратора ЛА-U24USB. В результате работ на всех профилях и участках были выявлены аномалии ВП и Zа, которые помогли уточнить геологическое строение площади и положение перспективных зон (2).

Таким образом, к настоящему времени район работ охвачен региональными магнитной и аэрогамма-спектрометрической съемками масштаба 1:50 000, а также наземной гравиметрической съемкой масштаба 1:50 000.

3. Краткая характеристика геологического строения Соанваарской площади Соанварская площадь располагается в южной части зеленокаменного пояса Ялонвара-Хатту-Иломантси, в центральной части Ялонвара-Пертинъярвинской зеленокаменной структуры (ЗКС). Структура сложена, в основном, позднеархейскими осадочно-вулканогенными породами ялонварской серии, метаморфизованными в эпидот-амфиболитовой — амфиболитовой фации и одновозрастными интрузивными образованиями.

Разломами северо-западного направления Ялонвара-Пертинъярвинская ЗКС разбита на три блока, в центральных частях которых выделяются синклинальные структуры (вулкано-тектонические депрессии) северо-западного простирания (в том числе Соанварская) размерами около 3×8км с максимальным развитием вулканитов, максимальным разнообразием пород и метасоматических изменений.

На территории Соанварской площади развиты стратифицированные образования верхнеархейской (лопийской) возрастной группы.

Наиболее древние стратифицированные образования представлены нюкозерской толщей (L₁nk), сложенной, в основном, двуслюдяными, гранат-биотитовыми гнейсо-сланцами, и развитой северо-западнее оз. Соанъярви.

Вышележащие образования ялонварской свиты (L₂jl) рассматриваются в составе верхней и нижней толщ.

Образования нижней толщи (L₂jl₁) прослеживаются в виде полосы субмеридионального простирания от южной границы Соанварской площади до оз. Соанъярви, а также развиты в восточной части площади, слагая периферию Ялонвара-Пертинъярвинской зеленокаменной структуры. Разрез нижней толщи начинается подтолщей коматиит-базальтов, базальтов. Выше идёт продуктивная на золото контрастная подтолща переслаивания вулканитов риодацитового и андезитового состава, маломощных горизонтов коматиитов, слоёв хемогенно-осадочных пород (магнетит-амфиболовые сульфидизированные сланцы) с линзами колчеданных руд, прослоев метавулканитов кислого состава (плагиопорфиры и кварцевые порфиры). С подтолщей связан перспективный тип оруденения: золото-сульфидно-кварцевый и золото-кварцевый в различных вмещающих породах дацит-андезит-базальтовой и базальт-коматиитовой формаций. В верхней части толщи (базальтовая подтолща) развиты преимущественно метатуфы, металавы базальтов, андезито-базальтов (хлоритовые, плагиоклаз-амфиболовые сланцы).

Образования нижней толщи без видимого несогласия перекрываются отложениями верхней толщи.

Образования верхней толщи слагают ядро Соанварской синклинали. В основании они представлены дацит-андезит-базальтовой подтолщей: вулканитами среднего, кислого состава, часто в переслаивании с кремнистыми метатуффитами, хемогенными кварцитами, углеродсодержащими сланцами с прослоями и линзами колчеданных руд, изредка встречаются маломощные покровы мета-базальтов. С дацит-андезитовой подтолщей связан золото-сульфидный стратиформный тип оруденения в вулканогенно-осадочных толщах риолит-дацит-андезит базальтовой формации. Средняя часть разреза представлена сланцевой подтолщей, сложенной туфами андезит-дацитового состава, туффитами, плагиосланцами, амфиболовыми и амфибол-биотитовыми сланцами. Верхняя часть разреза верхнеялонварской толщи сложена базальтами, коматиито-базальтами, серпентин-тальк-хлоритовыми сланцами. С подтолщей связан перспективный тип оруденения: золото-карбонатно-силикатный прожилково-вкрапленный и стратиформный в вулканогенных породах коматиит-базальтовой формации.

Четвертичные отложения покрывают всю территорию площади. Мощность четвертичных отложений варьирует в основном от 1 до 20 м, лишь в отдельных случаях достигая 40−60м.

Наибольшим распространением пользуются верхнечетвертичные образования, представленные отложениями осташковского горизонта. Они включают ледниковые, флювиогляциальные и озёрно-ледниковые осадки карельского подгоризонта. Ледниковые отложения покрывают почти 80% площади обоих участков, ими преимущественно сложены структурно-денудационные формы современного рельефа. Центральная часть Соанварской площади характеризуется повышенной (до 30−40м) мощностью моренных отложений. Морена представлена валунными суглинками, супесями, песками и глинами с прослоями галечно-гравийного материала. Она перекрывается флювиогляциальными, озёрно-ледниковыми и современными отложениями.

На площади выделяются среднелопийские и позднелопийские интрузивные комплексы.

Среднелопийские интрузивные образования представлены рувинварским комплексом габбро-перидотитовым силлово-дайковым и ялонварским комплексом порфировым.

Образования рувинварского габбро-перидотитового комплекса, представленные метаперидотитами, серпентинитами по ним (sL₂r), долеритами (nL₂r), развиты среди лопийских осадочно-вулканогенных толщ и являются комагматами эффузивов коматиито-базальтовой части разреза ялонварской серии. Ультрабазиты слагают пластово-секущие тела мощностью от 1 м до 20 м. В экзоконтактовых зонах наблюдаются тальковые, тальк-хлоритовые сланцы мощностью 2−4м, а также самостоятельные тела мощностью 5−6м, сложенные тальк-хлоритовыми сланцами. С ультрабазитами связаны листвениты, контролирующие золотое оруденение. Габбро-долериты данного комплекса связаны пространственно с ультрабазитами.

Ялонварский порфировый комплекс (gpL₂jl) представлен субвулканическими телами плагиопорфиров и кварцевых порфиров мощностью от 1−2м до 50 м и более, падение их преимущественно субвертикальное. Силлы и секущие дайки плагиопорфиров и кварцевых порфиров развиты среди осадков и вулканитов ялонварской серии. Они имеют важное поисковое значение на золото, перспективность участков зачастую определяется степенью концентрации этих тел. С комплексом связан перспективный тип золотого оруденения: зоны прожилково-вкрапленной минерализации, связанные с дайками порфиров.

К позднелопийским комплексам относятся: калевальский мигматит-анатектит-гранитовый и нюкозерский диорит-гранодиорит-гранитовый.

На Соанварской площади гранитоиды калевальского мигматит-анатектит-гранитового комплекса (mgL₃k) слагают мелкие массивы в западной его части. Массивы сложены в периферических частях обычно гнейсо-гранитами с постепенными переходами в мигматиты, теневые граниты, в центральных частях микроклин-плагиоклазовыми гранитами, которые, кроме того, часто встречаются в виде жил мощностью до 1−2 м среди мигматитов и гнейсо-гранитов.

Нюкозерский гранодиорит-гранитовый комплекс (d-gdL₃n) развит непосредственно среди зеленокаменных образований, слагая, преимущественно, небольшие массивы, дайки, жилы с секущими контактами. В пределах рассматриваемых участков породами комплекса, представленными, в основном, диоритами, гранодиоритами ранней фазы (gdL₃n), плагиогранитами средней фазы (gL₃n) сложены массивы размером от 1×1 до 3×1,5 км.

Более крупные массивы развиты в восточной периферии Соанварской площади. В основном, это биотитовые, реже амфиболовые граниты, габбро-диориты, диориты. С поздней фазой формирования комплекса связаны порфировидные разности (gdpL₃n): гранодиорит-порфиры, гранит-порфиры, слагающие дайки, жилы мощностью от1−5м до 60 м, небольшие штоки.

В тектоническом отношении в пределах Соанварской площади выделяется одноименная синклинальная структура (вулкано-тектоническая депрессия), сложенная осадочно-вулканогенными породами ялонварской серии (лопийского структурного этажа).

Характерной особенностью площади является развитие системы продольных субмеридиональных и северо-западных тектонических зон. Они представлены субсогласными зонами дробления и рассланцевания в туфогенных горизонтах в сочетании с зонами трещиноватости в эндо-и экзоконтактах массивных лавовых потоков, силлов и даек. С ними связано развитие разнообразных процессов метасоматоза (пропилиты, березиты и листвениты).

Более поздними разломами северо-западного (305−320^о) направления сбросо-сдвигового характера Соанварская синклиналь разбита на блоки.

Последним этапом тектонического развития участков, видимо, являлась свекофеннская тектоно-магматическая активизация. Проявлением этой активизации на площади явились процессы разнообразного метасоматоза с перераспределением золотой минерализации в оперяющих разрывах более высокого порядка.

Соанварский площадь охватывает площадь одноимённого перспективного золоторудного поля. Проявления золота, выявленные в ее пределах, характеризуются признаками, позволяющими отнести их к типичным архейским золоторудным объектам сульфидного и сульфидно-кварцевого типа, локализованным в различных вмещающих породах дацит-андезит-базальтовой и базальт-коматиитовой формаций.

В пределах Соанварского рудного поля выделяются перспективные зоны: Соанварская, Проланварская, Соанъярвинская, Восточно-Соанъярвинская, Китсунсуо, приуроченные к различным уровням разреза лопия (подтолщам). Сравнительно более изученными являются Соанварская и Проланварская зоны, приуроченные к средней части разреза нижнеялонварской толщи (контрастная нижнеялонварская подтолща). С ними связаны Соанварское проявление золота и проявления Проланвара и Северная Проланвара. Другие зоны изучены слабо, их перспективность обосновывается по геофизическим и геохимическим данным. В их пределах выявлены редкие пробы с повышенными (до 0,1г/т) содержаниями золота.(3)

Рис. 2 Карта геологического строения участка работ Составлена во ВСЕГЕИ в 2012 г.

4. Аппаратурное обеспечение и методика работ

4.1 Магниторазведка Магниторазведка выполнялись с целью решения структурно-картировочных задач, уточнения границ потенциально рудоносных блоков пород и особенностей их внутреннего строения.

Магнитная съемка осуществлялась протонным магнитометром МИНИМАГ по сети 10 010 м. со сгущением шага при детализации до 10 м. Контроль работы прибора в начале и конце рабочего дня осуществлялся на контрольных точках (КТ), расположенных непосредственно на участках работ. Магнитовариационная станция располагалась в районе полевого лагеря. Для записи магнитных вариаций использовался магнитометр МИНИМАГ, отсчеты с которого снимались в автоматическом режиме. Согласно требованиям инструкций по магниторазведке контрольные наблюдения выполнялись в размере 10% от общего объема измерений. Погрешность измерений для съемки средней точности не должна превышать ±5 — 15 нТл и оценивается по формуле:

µ = n,

где: — разность первичного и контрольного измерений;

n — число повторных точек.(4)

По увязанным и приведенным к единому уровню значениям магнитного поля строились планы графиков и изолиний Т.

4.2 Электроразведка Аппаратурное обеспечение электроразведочных работ При проведении электроразведочных работ использовалась аппаратура, разработанная в ООО «Теллур СЗ», а именно: генератор TLT — 2000W и микропроцессорный измеритель TLR — IP-003.

Генератор TLT — 2000W мощностью 2 кВт служит источником стабилизированного питания в цепи линии возбуждения АВ и имеет следующие параметры:

максимальное напряжение 1200 В;

максимальный ток 5 А;

частота переменного тока 0.0001 — 312 Гц;

длительность разнополярных импульсов 3.2 мс — 999 с;

точность поддержания частоты и длительности импульсов — 1×10^-8;

длительность фронта импульса — 10 мкс;

погрешность задания тока — 1%;

погрешность стабилизации тока не хуже 1% при изменении сопротивления нагрузки в питающей линии на 20 — 50%;

полная электрическая защита по входу от короткого замыкания в линии, обрыва линии, перенапряжения. Время срабатывания защиты — 2 мкс;

КПД генератора — 90%.

Питание генератора осуществляется от роторного мотор — генератора HONDA — 2.7 кВт (вес 30 кг).

Микропроцессорный измеритель TLR — IP — 003 предназначен для измерений разности потенциалов первичного поля, вызванных потенциалов в паузе тока и ЕП, имеет звуковой контроль работы прибора, обладает высокой помехозащищенностью за счет применения эффективных алгоритмов статистической обработки сигналов в реальном масштабе времени. Хранение измеренной информации осуществляется в энергонезависимом ОЗУ.

При каждом включении измеритель проводит самотестирование и настройку основных узлов, что гарантирует соответствие параметров аппаратуры техническим условиям.

Технические характеристики TLR — IP — 003:

входное сопротивление, не менее… 2 МОм;

диапазон измеряемых напряжений

(выбирается автоматически) …10 мкВ 15 В;

цена единицы младшего разряда … 1 мкВ;

подавление помехи частотой 50 и 100 Гц, не хуже … 110 дБ;

относительная погрешность измерений … 0.1%;

основная погрешность измерений … 1 ;

объем ОЗУ …128 Кб;

разрядность АЦП …24 бит;

потребляемая мощность … 0.15 В Методика электроразведочных работ Электроразведочные работы методом ВП выполнялись с установками СГВП с целью выделения и локализации потенциально аномальных зон проводимости и поляризуемости, определения закономерностей их положения в пространстве и на глубину.

При работах с установкой СГ-ВП разнос питающей линии АВ определялся исходя из требуемой глубинности исследований и мощности наносов. На данных участках разнос АВ составлял от 2500 до 3500 м, что обеспечивало глубину исследований не менее 250 м.

Разнос MN определяется размером искомых объектов по направлению измерительной линии. Оптимальным считается разнос MN примерно равный половине горизонтальной мощности искомых объектов, т.к. в этом случае хотя бы в одной точке кажущаяся поляризуемость достигнет истинной поляризуемости объекта. Шаг линии MN по профилю выбирается из предположения, что при заданной горизонтальной мощности объекта и разноса линии MN, последняя не менее чем в 3 точках пересечет этот объект.(5)

Согласно требованиям инструкции по электроразведке на участках работ проводился независимый контроль в размере 5% от общего объема измерений. Относительная погрешность измерений не должна превышать для _к — 5%, для _к — 2.5% и оценивается по формуле:

,

где xi — измеренное значение наблюдаемой величины, xср — среднее арифметическое измеренных значений, n — число измерений на точке.(6)

4.2 Топографические разбивочно-привязочные работы

Разбивка сети магистралей и выходов профилей на магистрали выполнялась при помощи спутниковых GPS навигаторов (Garmin 60Sсх, Garmin 62) и мерных лент (длиной 20 м.) в соответствии с масштабом проводимых работ. Разбивка по буссоли сети профилей проводилась без рубки леса, с установкой пикетов и маркировкой профилей специальной лентой. Пикеты расставлялись по сети 100×20 м, что соответствует геофизической съемке масштаба 1: 10 000. Привязка начала и конца профилей, а так же магистральных пикетов кратных 500 метрам осуществлялась спутниковыми GPS навигаторами.

Перед началом проведения топографических работ и в течение всего периода их проведения выполнялась поверка GPS относительно триангуляционных пунктов и опорных точек.(7) Точность привязки составляла 4−6 метров. План профилей участка Соанваара-1 приведен на рис.

Рис. 3 Измеритель вызванной поляризации TLR-IP-003

Рис 4 Генератор электроразведочный TLT-2000

Рис. 5. План профилей участка Соанваара-1

5. Методика интерпретации геофизических данных Интерпретация геофизических данных выполнялась в два этапа: на качественном и количественном уровнях.

В ходе качественной интерпретации выполнялись построения карт графиков и изолиний геофизических параметров, по которым определялись границы пород с различными физическими свойствами.

При интерпретации данных ТЗ-ВП применялась программа «ZONDRES2D», предназначенная для 2.5-мерной интерпретации профильных данных многоэлектродных зондирований методами сопротивлений и вызванной поляризации. При решении прямой и обратной задач в программе «ZONDRES2D используется математический аппарат метода конечных элементов. При моделировании поля точечного источника среда разбивается сетью треугольных ячеек с различными удельными сопротивлениями. Поведение потенциала внутри ячейки аппроксимируется линейной базисной функцией.

Для интерпретации данных СГ-ВП использовался усовершенствованный пакет программ «2d_OverVolt», разработанный в группе компаний «Теллур». Расчетный алгоритм этих программ основан на методе объемных интегральных уравнений в двумерном варианте. Суть метода состоит в замене реальной неоднородной среды набором проводящих поляризующихся ячеек квадратной формы (в своей совокупности имитирующих локальные рудные и нерудные объекты) в вертикально или горизонтально-слоистой среде с горизонтальной, плоской границей раздела земля-воздух. Обратная задача решается посредством метода интерактивного (человек-компьютер) подбора приемлемых моделей изучаемой среды с учетом геологического строения участка и петрофизических свойств горных пород в регионе. В результате определяются основные геометрические параметры поляризующихся объектов с представлением результатов интерпретации в виде 2-D моделей геоэлектрических разрезов в реальных масштабах глубин. Проводится также дифференциация объектов по объемному содержанию электронопроводящих включений. Данная методика количественной интерпретации данных метода ВП позволяет:

представлять результаты интерпретации в виде геоэлектрических разрезов в реальных масштабах глубин;

определять основные геометрические и геоэлектрические параметры объектов, включая определение объемного содержания электронопроводящих включений.

Геоэлектрические разрезы являют собой усредненные геофизические образы (модели) поляризующихся объектов с учетом их различий по электропроводности, а степень соответствия этих моделей реальным геологическим объектам зависит от адаптации методики интерпретации к реальной геологической ситуации.

Построенные таким образом геоэлектрические модели с привлечением результатов магниторазведки наиболее адекватно отвечают геологическим представлениям о строении района работ.

6. Результаты работ В результате топо — геодезических работ была разбита сеть параллельных профилей. Азимут профилей составил 65 градусов, расстояние между профилями 100 м между пикетами 20 м. Плановое положение профилей геофизической съемки на участке представлено на рисунке 4.3.

6.1 Магниторазведка Магнитная съемка на участке была выполнена в масштабе 1: 10 000 по сети 100×10 м. Результаты магниторазведки приведены на рисунках 6.1 и 6.2 в виде плана графиков и плана изолиний аномального магнитного поля в масштабе 1: 10 000.

По данным контрольных измерений среднеквадратичная погрешность наблюдений на участке составила ± 8 — 10 нТл. Уровень нормального магнитного поля 52 800 нТл.

Результаты выполненных работ показали, что магнитные свойства пород в пределах исследуемой площади, имеют четкий зональных характер и разделяют площадь на западную и восточную части.

Западная часть участка работ по данным магниторазведки сложена в основном немагнитными разностями горных пород. Исключение составляет локальная магнитная аномалия в районе ПР 1200 — 1300 ПК 840 интенсивностью до 2500 нТл. Очень слабые повышения поля Т, порядка 100 нТл, фиксируются в юго-западном углу участка, отмечая три узкие субпараллельные зоны северо-западного простирания (азимут около 315⁰). Первая зона в районе ПР 0 ПК 340 — ПР200 ПК140, вторая ПР 200 ПК 320 — ПР500 ПК 170 и третья ПР200 ПК 580 — ПР 700 ПК 270.

В восточной части участка (ПР 0 — 700) отмечаются две магнитные аномалии, которые в районе ПР 800 соединяются и образуют общую структуру. По своей интенсивности аномалии можно разделить на интенсивные (Т до 3000 нТл) и слабоинтенсивные (Т до 800 нТл). Слабоинтенсивные аномалии отмечаются на интервале от ПР0 ПК720 до ПР700 ПК1000 и слагают структуру субмеридионального простирания. Интенсивные аномалии фиксируются на восточном краю участка, с запада граница этой аномальной зоны отмечается в районе ПР 0 ПК 1200 — ПР 1500 ПК 1100, восточная граница находится за пределами изучаемого участка работ. Азимут простирания 330⁰СЗ. Внутри этой зоны выделяется несколько линейных магнитных аномалий северо-западного простирания.

В дальнейшем данные магниторазведки были использованы при статистическом анализе геофизической информации.

6.2 Электроразведка Электроразведочные работы методом СГ-ВП были выполнены на участке в масштабе 1: 10 000 по сети 100×20 м.

Результаты электроразведочных работ методом ВП представлены на рисунках 6.3, 6.4, 6.5 и 6.6 в виде планов графиков и планов изолиний кажущегося сопротивления и кажущейся поляризуемости.

Относительная погрешность измерений по данным контрольных наблюдений в среднем составила 3.33% для кажущегося сопротивления и 2.75% для кажущейся поляризуемости.

По данным электроразведки породы, встречающиеся в пределах участка, сильно дифференцированы по сопротивлению и имеют значения от 20−50 000 Ом*м, поэтому планы графиков и изолиний кажущегося сопротивления представлены в логарифмическом масштабе, согласно Инструкции по электроразведке.

Западная часть участка работ характеризуется повышенным сопротивлением 5000−50 000 Ом*м, что обусловлено преимущественным распространением в этой области гранитов и габбро.

Центральная часть участка характеризуется средними сопротивлениями 1000- 5000 Ом*м. Скорее всего понижение кажущегося сопротивления в центральной части связано с переходом от гранитов и гранодиоритов к сланцеватым породам Ялонварской свиты.

В восточной части участка фиксируется проводящая зона 20−1000 Ом*м, связанная с распространением различных по своему составу сланцев Ялонварской свиты. Понижение сопротивлений до 100 Ом*м и ниже в восточной части участка по всей видимости свидетельствует о присутствие в разрезе углеродистых (проводящих) сланцев.

Результаты измерений вызванной поляризуемости показывают, что аномалии кажущейся поляризуемости в пределах участка можно разделить на 2 типа:

1. cвязанные с породами повышенного сопротивления. Интенсивность аномалий 2.2−3.2%. Они фиксируются в северной части поисковой площади, западнее р. Саанйоки.

2. cвязаннные с породами пониженного сопротивления. Интенсивность 2.5−5%. Отмечаются в восточной части площади работ, в плане они совпадают с подмагниченными структурами, описанными выше.

6.3 Факторный анализ С целью дифференциации площади участка по комплексу геофизических данных был выполнен факторный анализ, позволяющий на основе статистических методов оценить характер сочетаний геофизических параметров на участке. В качестве параметров, задействованных при проведении факторного анализа, были использованы кажущаяся поляризуемость (), кажущееся сопротивление () и поле приращения вектора магнитной индукции (Т).

В результате факторного анализа была построена карта классов геофизических параметров (рис. 6.7), с системой уровней признаков и таблицей групповых параметров.

Переходя к обсуждению итоговых результатов анализа можно сказать, что по основным статистическим параметрам площадь участка четко разделяется на западную и восточную части.

Так, в западной части участка выделяются объекты относящиеся к десятому, одиннадцатому, двенадцатому и тринадцатому классам, для которых характерно высокое сопротивление, относительно невысокая поляризуемость и намагниченность. Восточная граница этой группы проходит ориентировочно от ПР 0 ПК 520 до ПР 1500 ПК 920 в субмеридиональном направлении.

Объекты 10-того класса можно выделить как самые высокоомные _ср.= 36 000 Ом*м (log ()=4.56), слабо поляризующиеся и практически не магнитные.

В юго-западной части участка отмечаются 3 параллельные зоны объектов 11-го класса, они имеют северо-западное простирание по азимуту 315⁰, их сопротивление порядка 24 500 Ом*м (log=4.39), поляризуемость _ср.= 2.2% и слабая намагниченность. Наличие слабых поляризационных и магнитных свойств (Т = -12 нТл на фоне -200нТл), а также небольшая мощность этих объектов дает нам основание предположить, что они могут быть связаны либо с тектоническими нарушениями, либо с дайками.

Из всей выборки основного 5-го класса наибольший интерес представляет 13 класс, отличающийся повышенной поляризуемостью 2.89%. Объекты этого класса локализуются в северо-западной части участка работ и представляют поисковый интерес на обнаружение малосульфидной минерализации в породах повышенного удельного сопротивления.

В центральной части участка выделяются объекты 14 и 15 классов, их параметры приведены в таблице 1. Они характеризуются пониженным кажущимся сопротивлением (3000 — 5000 Ом*м), слабо повышенными магнитными свойствами и слабой поляризуемостью. Дальнейший анализ объектов 15 класса показал, что он разделяется на три слабо дифференцированных по сопротивлению и поляризуемости класса (16, 17 и 18). Отметим, что объекты 18 класса из этой выборки отличаются повышенной намагниченностью и примыкают к магнитным породам восточной части участка.

В восточной части участка, как можно видеть на рис. 6.7 в основном выделяются объекты, относящиеся к 7, 8 и 9 классам, а также выделенного ранее 18 класса, Эти объекты характеризуются повышенными магнитными свойствами (Т > 500 нТл), пониженным сопротивлением (< 4000 Ом*м), и повышенной поляризуемостью (_ср = 2.7 — 4%). Объекты 9 класса выделяются в этой выборке высокими магнитными свойствами (Т_ср.= 1910 нТл) и поляризуемостью (_ср.= 4.05), что может быть обусловлено наличием колчеданных руд с пирротиновой минерализацией.

Таблица 1 Статистические характеристики классов по результатам факторного анализа

У объектов классов 7, 8 и 18 магнитные свойства несколько ниже, по всей видимости, это связано с меньшим содержанием магнитных минералов.

Объекты 8 класса, как поляризующиеся, менее магнитные, с повышенным для этой выборки сопротивлением (_ср.= 3.23%, Т _ср.= 651нТл, _ср.= 1150 Ом*м) вполне могут представлять поисковый интерес на обнаружение сульфидной минерализации, возможно связанной с гидротермально-матасамотически изменёнными породами Ялонварской свиты.

Средние групповые значения поляризуемости объектов 7 и 18 классов несколько ниже (_ср.= 2.7% и _ср.=2.19% соответственно), причем 7 класс имеет минимальные значения сопротивления, что может быть связано либо с высокой степенью метасоматоза, либо с присутствием углеродистых сланцев.

Подводя итоги проведенного факторного анализа, в качестве перспективных на обнаружение золоторудной минерализации можно выделить в породах пониженного сопротивления объекты, относящиеся к 8 классу и в высокоомных породах объекты 13класса. (8)

Заключение

Результатами работ являются:

· уточнение геологического строения участка

· выделение магнитных и немагнитных разностей геологических пород

· уточнение тектонического строения участка работ

· проведение факторного анализа, результатом которого стало выделение объектов, перспективных на обнаружение золото-сульфидной минерализации. (Эти объекты были выделены в породах пониженного сопротивления, и относятся к 8 классу, а также в высокоомных породах, объекты которых отнесены к 13 классу. Объекты 8 класса особенно четко выделяются в восточной, а объекты 13-го — в западной частях участка.)

Таким образом основные задачи, для решения которых проводился комплекс геофизических работ, оказались выполнены, и можно с уверенностью заключить что комплекс методов магниторазведка и электроразведка ВП-СГ является оптимальным с геологической и геофизической точек зрения.

1. ООО «Теллур СЗ». Отчет о результатах комплексных геофизических работ на Соанваарской площади в 2013 году. Санкт-Петербург, 2013 г.

2. Юдин С. Н., Папулов В. Ф. Отчет о результатах работ на объекте «Поисковые работы на золото на Соанлахтинской перспективной площади (Республика Карелия)» Петрозаводск, 2008 г.

3. Юдин С. Н., Гербяк С. Ю., Магницкая Т. Э. и др. Отчет о результатах работ на объекте «прогнозно-поисковые работы на золото на Ялонваарской перспективной площади (Республика Карелия)» Петрозаводск, 2006 г.

4. Инструкция по магниторазведке. Москва, Недра, 1982 г.

5. Комаров В. А. Электроразведка методом вызванной поляризации. Ленинград, Недра, 1985 г.

6. Инструкция по электроразведке. Москва, Недра, 1984 г.

7. Инструкция по топографо-геодезическому и навигационному обеспечению геологоразведочных работ. МПР РФ, 1996 г.

8. ООО «Теллур СЗ». Отчет о результатах комплексных геофизических работ на Соанваарской площади в 2013 году. Санкт-Петербург, 2013 г.

Приложение

Рис. 6. План графиков аномального магнитного поля

Участок Соанваара 1

Вертикальный масштаб в 1 см 10 000нТл линия профиля 0

Уровень нормального поля 52 900 нТл

Рис. 7. План изолиний аномального магнитного поля

Участок Соанваара-1

Рис 8. План графиков кажущегося удельного сопротивления

Участок Соанваара-1

Вертикальный масштаб логарифмический в 1 см 3 log () линия профиля 3000 Ом*м

Рис. 9. План изолиний кажущегося удельного сопротивления

Участок Соанваара-1

Рис. 10 Карта графиков кажущейся поляризуемости

Участок Соанваара-1

Рис. 11 Карта изолиний кажущейся поляризуемости

Участок Соанваара-1

Рис. 12. Карта классов структурно-корреляционного анализа